面试题：Node.js HTTP服务错误处理与高可用架构结合策略

架构设计思路

模块化与隔离：将服务拆分为多个独立的模块，每个模块负责特定的功能，如数据库查询模块、业务逻辑模块、HTTP路由模块等。这样当某个模块出现错误时，不会影响其他模块的正常运行。例如，数据库查询模块出错，不会直接导致HTTP路由模块无法接收新的请求。
错误边界：在模块边界处设置错误处理，将模块内部的错误捕获并进行适当处理，防止错误向上级模块或整个应用程序蔓延。例如，在数据库查询模块的调用处，使用try - catch语句捕获可能出现的数据库查询错误。
重试机制：对于一些临时性的错误，如网络抖动导致的数据库连接失败，可以引入重试机制。在捕获到这类错误后，等待一段合适的时间后重新尝试操作。例如，使用指数退避算法来控制重试间隔，随着重试次数增加，间隔时间逐渐变长，避免短时间内大量无效重试加重系统负担。
备用方案：为关键模块准备备用方案。比如，当主数据库查询模块出错时，可以切换到备用数据库或者使用缓存数据（前提是缓存数据的一致性可以接受）来满足部分请求，保证服务的基本可用。
监控与报警：建立全面的监控系统，实时监测各个模块的运行状态和错误情况。一旦发现错误，及时通过邮件、短信等方式通知运维人员，以便快速定位和解决问题。同时，收集错误数据，用于后续的分析和系统优化。

关键技术点

try - catch 语句：在Node.js中，try - catch语句是捕获同步错误的基本方式。在可能出现错误的代码块（如数据库查询操作）周围使用try - catch语句，对捕获到的错误进行处理。例如：

try {
    const result = await db.query('SELECT * FROM users');
    // 处理查询结果
} catch (error) {
    // 处理数据库查询错误
    console.error('Database query error:', error);
    // 可以在这里执行备用方案或重试逻辑
}

Promise.catch：对于异步操作返回的Promise对象，使用.catch方法来捕获异步错误。例如：

db.query('SELECT * FROM users')
  .then(result => {
        // 处理查询结果
    })
  .catch(error => {
        // 处理数据库查询错误
        console.error('Database query error:', error);
        // 执行备用方案或重试逻辑
    });

async/await 与 try - catch 结合：当使用async/await语法处理异步操作时，结合try - catch捕获错误，使代码更简洁易读。例如：

async function getUserData() {
    try {
        const result = await db.query('SELECT * FROM users');
        return result;
    } catch (error) {
        console.error('Database query error:', error);
        // 处理错误，可返回备用数据
        return [];
    }
}

Node.js 事件发射器（EventEmitter）：可以利用Node.js的EventEmitter机制，在模块内部触发错误事件，在模块外部监听并处理这些事件。例如，在数据库查询模块中：

const EventEmitter = require('events');
class DatabaseQuery extends EventEmitter {
    async query(sql) {
        try {
            const result = await executeQuery(sql);
            return result;
        } catch (error) {
            this.emit('error', error);
            throw error;
        }
    }
}
const dbQuery = new DatabaseQuery();
dbQuery.on('error', error => {
    console.error('Database module error:', error);
    // 执行全局的错误处理逻辑，如记录日志、报警等
});

分布式缓存（如Redis）：用于存储部分常用数据或作为备用数据来源。当数据库查询模块出错时，可以从缓存中获取数据。例如，使用ioredis库操作Redis：

const Redis = require('ioredis');
const redis = new Redis();
async function getUserData() {
    let result = await redis.get('userData');
    if (result) {
        return JSON.parse(result);
    }
    try {
        result = await db.query('SELECT * FROM users');
        await redis.set('userData', JSON.stringify(result));
        return result;
    } catch (error) {
        console.error('Database query error:', error);
        // 处理错误，可返回空数组或其他默认值
        return [];
    }
}

健康检查与负载均衡：使用工具如Nginx或HAProxy进行健康检查和负载均衡。定期检查各个服务实例（如Node.js服务进程）的健康状态，当某个实例出现错误时，负载均衡器可以将请求转发到其他健康的实例上，保证服务的整体可用性。同时，通过负载均衡可以分散请求压力，提高系统的稳定性。

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